艾倫·圖靈（Alan Turing），英國計算機科學家、數學家、邏輯學家、密碼分析學家和理論生物學家，被譽為計算機科學與人工智慧之父。1912 年 6 月 23 日出生於英國倫敦，1954 年 6 月 7 日因食用浸過氰化物溶液的蘋果而去世。

圖靈的一生，始終將科學置於一切之上，對數學、密碼分析、邏輯學、哲學和數學生物學，以及計算機科學、人工智慧和認知科學都做出了重要貢獻。

1950 年，圖靈發表了一篇劃時代的論文——《計算機器與智能》（Computing Machinery and Intelligence），在論文中提出了「機器會思考嗎？」的疑問，並預言了創造出具有真正智能的機器的可能性。圖靈相信，計算機最終將可以進行與人類沒有區別的思考，並提出了圖靈測試來評估機器是否具有智能。如今，這一論文被廣泛認為是人工智慧研究的基礎。

同時，圖靈在密碼學方面也頗有造詣。在第二次世界大戰期間，圖靈設計了一些加速破譯德國密碼的技術，包括改進波蘭戰前研製的機器 Bombe，成功破譯了密碼系統 Enigma。

此外，圖靈還是一位世界級的長跑運動員，他的馬拉松最好成績是 2 小時 46 分 03 秒（手動計時），只比 1948 年倫敦奧運會男子馬拉松冠軍 Delfo Cabrera 慢了 11 分鐘。

2022 年 6 月 23 日，是圖靈誕辰 110 周年之際，學術頭條謹以此文紀念這位偉大的、命運坎坷的科學家。

1912 年 6 月 23 日，圖靈在一個普通的公務員家庭出生了。

當時，可能連圖靈的父母都不會想到，他們的孩子會在幾十年後為人類科學做出一個又一個的偉大工作。

圖靈的一生是閃耀的。

他提出的圖靈機模型，為現代計算機的邏輯工作方式奠定了基礎。

他在第二次世界大戰期間，成功破譯了德國的密碼系統 Enigma。

他僅僅在大學畢業一年後，就當選為劍橋大學國王學院的研究員。

他被《自然》雜誌稱讚是「有史以來最具科學思想的人物之一」......

圖靈的一生也是不幸的。

他因同性戀傾向而遭到當時的英國政府迫害，職業生涯盡毀。

他因食用浸過氰化物溶液的蘋果而離奇死亡......

通用圖靈機發明者

圖靈從小就表現出了過人的才華，對數字和智力遊戲十分著迷，之後便一發不可收。

1931 年，圖靈進入劍橋大學學習數學。1934 年以優異成績畢業後，圖靈他在概率論方面的貢獻，被選為劍橋大學國王學院的研究員。

在數學家看來，解決問題的「有效」方法，其實就是僅需要一個人類數學文員（mathematical clerk）死記硬背就能搞定的方法。在圖靈生活的那個年代，那些死記硬背的工人實際上被稱為「人類計算機」，他們完成了一些後來由電子計算機完成的工作。

決策問題（The Entscheidungsproblem）尋求一種有效的方法來解決基本數學問題，即判斷哪些數學命題在給定的形式數學系統中是可證明的，哪些是不可證明的。判斷這一點的方法被稱為決策方法。

1936 年，圖靈的開創性論文《論可計算數及其在判定問題中的應用》（On Computable Numbers, with an Application to the Entscheidungsproblem）被美國數理邏輯學家阿隆佐·邱奇（Alonzo Church）推薦發表。

在論文中，圖靈提出了著名的「圖靈機」的設想，將邏輯中的任意命題用一種通用的機器來表示和計算，並能按照一定的規則推導出結論，其推斷結果通俗來講則是：圖靈機能計算的函數就是可計算的函數，反之則是不可計算的函數。

邱奇是圖靈之後的博士導師，儘管他早於圖靈得出了相同的結論，但圖靈的論證更易於理解和直觀，通用（圖靈）機的概念也更新穎。圖靈的方法對新興的計算科學有著深遠的意義。

1937-1938 年，圖靈在普林斯頓大學度過了大部分時間，在邱奇的指導下獲取了博士學位。圖靈的論文介紹了超計算的概念，在圖靈機加上了預言機，讓研究圖靈機無法解的問題變得可能。

密碼破譯者

從普林斯頓大學畢業後，圖靈回到了倫敦大學國王學院，隨後加入了英國政府通信總部。

而在此幾周之前，波蘭政府向英國和法國提供了波蘭破解德國軍方用於加密無線電通信的主要密碼機 Enigma 的細節。

早在 1932 年，一個由 Marian Rejewski 領導的波蘭數學家密碼分析小組就成功地推導出了 Enigma 的內部連接。

1938 年，Rejewski 團隊設計出了一種名為 Bomba 的密碼破譯機。Bomba 的成功依賴於德國的操作程序，但 1940 年 5 月，德國更改了原有操作程序，Bomba 便失去了作用。

於是，在 1939年秋天到 1940 年春天期間，由圖靈領導的一個小組便重新設計了一個相關的、但非常不同的密碼破譯機，並將其命名為 Bombe。

在第二次世界大戰期間，Bombe 為同盟國提供了大量的軍事情報。到 1942 年初，布萊切利園（英國政府進行密碼破譯工作的主要地方）的密碼分析人員每月破譯的截獲信息達到了 3.9 萬條，這一數字在之後更是上升到了 8.4 萬。

1942 年，圖靈還提出了第一個系統性方法，來破解由更精密的德國密碼機（英國人稱之為「Tunny」）加密的信息。

圖靈也因在密碼破譯工作中做出的巨大貢獻而被授予大英帝國勳章。

計算機設計者

1945 年，圖靈被招募到倫敦的國家物理實驗室（NPL），任務是製造一台電子計算機。他的自動計算引擎（ACE）設計是電子存儲程序通用數字計算機的第一個完整規範。如果完全按照圖靈的計劃製造，ACE 將擁有比其他早期計算機多得多的內存，速度也會更快。但是，圖靈的同事們認為這個工程太難了，便製造了一個小得多的機器，即 Pilot Model ACE。

導致的結果就是，NPL 在「建造世界上第一台可工作的電子存儲程序數字計算機」的競賽中失利了，這一榮譽被曼徹斯特大學計算機實驗室摘得。

圖靈對 NPL 的拖延感到沮喪，同年便加入了曼徹斯特大學計算機實驗室，擔任實驗室副主任，負責最早的真正的計算機——曼徹斯特一號的軟體工作。

圖靈早期提出的通用圖靈機的理論概念，從一開始就對曼徹斯特計算機項目產生了根本性的影響。圖靈來到曼徹斯特大學後，對計算機發展的主要貢獻是利用布萊切利園的技術設計了一個輸入輸出系統，並設計了對應的編程系統——後來被用在第一台商用電子數字計算機 Ferranti Mark I 中。當然，圖靈還配套編寫了第一本編程手冊。

1952 年，圖靈編寫了一個西洋棋程序。但當時還沒有一台計算機有足夠的運算能力去執行這個程序。於是，圖靈就模仿計算機，每走一步要用半小時，他與一位同事下了一盤，結果是：這個程序輸了。

後來，美國洛斯阿拉莫斯國家實驗室的研究組根據圖靈的理論，在 ENIAC 上設計出了世界上第一個電腦程式的西洋棋——洛斯阿拉莫斯西洋棋。

人工智慧開拓者

圖靈的一生，始終將科學置於一切之上，對新技術十分感興趣。

在人工智慧領域，圖靈是人工智慧和現代認知科學的奠基人，是「人類大腦在很大程度上可以被看作為一台數字計算機」這一假設的早期倡導者。

在圖靈看來，早期的大腦皮層只是一個「無組織的機器」，但會通過後天的訓練變得更「有組織」，進而演變成一個通用機器或類似的東西。

圖靈希望計算機也能通過訓練變得越來越智能，於是便花費了很多時間來研究算法、複雜的計算機系統和人工智慧的發展，以及其他科學家向智能機器提出的問題。

1950 年，圖靈發表了一篇劃時代的論文——《計算機器與智能》（Computing Machinery and Intelligence），在論文中提出了「機器會思考嗎？」的疑問，並預言了創造出具有真正智能的機器的可能性。

為了更好地驗證計算機是否可以像人一樣說出自然語言，且與人類之間的差異無法被發現，圖靈提出了著名的圖靈測試，即如果一台機器能夠與人類展開對話而不被辨別出其機器身份，這台機器就具有智能。

有意思的是，當時的圖靈認為，計算機有望在 2000 年左右通過圖靈測試。但遺憾的是，這一預測並沒有應驗。

不幸者

1951 年 3 月，圖靈榮膺為倫敦皇家學會的會員，這是一項很高的榮譽，但他的生活也自此變得非常艱難。

1952 年，圖靈的同性伴侶協同一名同謀一起闖進圖靈的房子行竊，但是英國警方的調查結果使得他被控以「明顯的猥褻和性顛倒行為」罪（同性戀在當時的英國是一種罪行）。

在公審過後，圖靈面臨兩個選擇：坐牢，或者接受女性荷爾蒙注射「療法」（即化學閹割）。圖靈選擇了長達一年的雌激素注射。雌激素注射產生的副作用，使得原本熱愛體育運動的圖靈在身心上受到極大的傷害。

也因此，圖靈再也不能為英國政府通信總部工作了。

從 1951 年直到去世，圖靈便一直做人工生命（artificial life）方向的研究。1952 年，圖靈發表了《形態發生的化學基礎》一書，描述了他在生物體形態和模式發展方面的研究，並使用計算機模擬了他所假設的動物和植物解剖結構生成的化學機制。

在這項開創性的工作中，圖靈因食用浸過氰化物溶液的蘋果而死亡。當時很多人認為他是有意吃了蘋果，並斷定他是自殺。

但是，圖靈的意外死亡，通常會被聯想到他在被指控為同性戀後接受的激素「治療」，儘管他是在停止注射激素一年多後去世的。但從驗屍報告來看，沒有任何證據表明圖靈有意自殺，也沒有證據表明圖靈存在精神問題。

不管怎樣，這個世界確實損失了一位可能改變世界的人。

2009 年 9 月，一份超過 3 萬人的請願簽名，迫使英國首相戈登·布朗（Gordon Brown）代表英國政府公開為圖靈受到的「完全不公平」（utterly unfair）的對待而道歉。

4 年後，英國女王伊莉莎白二世赦免了圖靈。

這就是圖靈，偉大而不幸的人生。

參考資料：

https://www.britannica.com/biography/Alan-Turing

https://en.wikipedia.org/wiki/Alan_Turing